Що таке наука?
Науковий підхід до явищ і процесів навколишнього світу - це ціла система поглядів і уявлень, вироблених за тисячоліття розвитку людської думки, певний світогляд, в основі якого лежить осмислення взаємозв'язків Природи і людини. І є нагальна потреба сформулювати на доступному, по можливості, мовою міркування з даного приводу.
Потреба ця сьогодні різко зросла в зв'язку з тим, що в останні роки і навіть десятиліття поняття «наука» в свідомості багатьох людей виявилося розмитим і незрозумілим через величезної кількості теле- і радіопередач, публікацій в газетах і журналах про «досягнення» астрології, екстрасенсорики, уфології та інших видів окультного «знання». Тим часом, з точки зору переважної більшості людей, що займаються серйозними науковими дослідженнями, жоден з названих видів «знань» не може вважатися наукою. На чому ж заснований справжній науковий підхід до вивчення навколишнього світу?
Перш за все, він базується на величезному людському досвіді, на повсякденній практиці спостережень і взаємодії з предметами, природними явищами і процесами. Як приклад можна послатися на добре відому історію відкриття закону всесвітнього тяжіння.
Вивчаючи дані спостережень і вимірювань, Ньютон припустив, що Земля служить джерелом сили тяжіння, пропорційної її масі і обернено пропорційною квадрату відстані від її центру. Потім це припущення, яке можна назвати науковою гіпотезою (наукової тому, що вона узагальнювала дані вимірювань і спостережень), він застосував для пояснення руху Місяця по круговій орбіті навколо Землі. Виявилося, що висунута гіпотеза добре узгоджується з відомими даними про рух Місяця. Це означало, що вона з великою ймовірністю вірна, оскільки добре пояснювала як поведінку різних предметів поблизу поверхні Землі, так і рух віддаленого небесного тіла.
Потім, після необхідних уточнень і доповнень, цю гіпотезу, яку вже можна вважати науковою теорією (оскільки вона пояснювала досить широкий клас явищ), застосували для пояснення спостережуваного руху планет Сонячної системи. І з'ясувалося, що рух планет узгоджується з теорією Ньютона. Тут вже можна говорити про закон, якому підпорядковується рух земних і небесних тіл в межах величезних відстаней від Землі.
Особливо переконливою стала історія відкриття «на кінчику пера» восьмої планети Сонячної системи - Нептуна. Закон тяжіння дозволив передбачити її існування, розрахувати орбіту і вказати місце на небі, де її слід було шукати. І астроном Галле виявив Нептун на відстані 56 # 884; від перевирахованой місця!
За такою ж схемою розвивається будь-яка наука взагалі. По-перше, вивчаються дані спостережень і вимірювань, потім робляться спроби систематизувати, узагальнити їх і висунути гіпотезу, що пояснює отримані результати. Якщо гіпотеза хоча б в істотних рисах пояснює наявні дані, можна очікувати, що вона передбачить ще не вивчені явища. Перевірка цих розрахунків і прогнозів в спостереженнях і експериментах - дуже сильний засіб з'ясувати, чи вірна гіпотеза. Якщо вона отримує підтвердження, то може вже вважатися науковою теорією, оскільки абсолютно неймовірно, щоб передбачення і розрахунки, отримані на основі невірної гіпотези, випадково збіглися б з результатами спостережень і вимірювань.
Адже такі передбачення зазвичай несуть нову, часто несподівану інформацію, яку, як то кажуть, навмисне не придумаєш. Часто, однак, гіпотеза не підтверджується. Значить, потрібно продовжувати пошуки і розробляти інші гіпотези. Такий звичайний важкий шлях в науці.
По-друге, не менш важлива характерна риса наукового підходу - можливість багаторазово і незалежно перевірити будь-які результати і теорії. Так, наприклад, будь-який бажаючий може досліджувати закон всесвітнього тяжіння, самостійно вивчивши дані спостережень і вимірювань або виконавши їх заново.
По-третє, щоб всерйоз говорити про науку, потрібно опанувати сумою знань і методів, якими володіє наукове співтовариство до справжнього моменту, потрібно освоїти логіку методів, теорій, висновків, прийняту в науковому середовищі. Звичайно, може виявитися, що кого-то вона не влаштовує (а взагалі, досягнуте наукою на кожному етапі ніколи повністю не влаштовує справжніх вчених), але щоб висловлювати претензії або критикувати, потрібно, як мінімум, добре розібратися в тому, що вже зроблено. Якщо вдасться переконливо довести, що даний підхід, метод або логіка призводять до неправильних висновків, внутрішньо суперечливі, і замість цього запропонувати щось краще - честь вам і хвала! Але розмова повинна йти тільки на рівні доказів, а не голослівних тверджень. Правоту повинні підтвердити результати спостережень і експериментів, можливо нових і незвичайних, але переконливих для професійних дослідників.
Є ще один дуже важливий ознака справжнього наукового підходу. Це чесність і неупередженість дослідника. Поняття ці, звичайно, досить тонкі, не так-то просто дати їм чітке визначення, оскільки вони пов'язані з «людським фактором». Але без цих якостей вчених справжньої науки не буває.
Припустимо, у вас виникла ідея, гіпотеза або навіть теорія. І тут з'являється сильна спокуса, наприклад, підібрати такий набір фактів, які підтверджують вашу ідею або, у всякому разі, не суперечать їй. А результати, які їй суперечать, відкинути, зробивши вигляд, що ви про них не знаєте. Буває, що йдуть ще далі, «підганяючи» результати спостережень або експериментів під бажану гіпотезу і намагаючись зобразити її повне підтвердження. Ще гірше, коли за допомогою громіздких і часто не дуже грамотних математичних викладок, в основі яких лежать якісь штучно придумані (як кажуть, «спекулятивні», тобто «умоглядні») припущення і постулати, яких не перевірено та не підтверджені експериментально, будують «теорію »з претензією на нове слово в науці. І стикаючись з критикою професіоналів, які переконливо доводять неспроможність цих побудов, вони починають звинувачувати вчених в консерватизмі, ретроградстві або навіть в «мафіозності».
Однак справжнім вченим притаманний строгий, критичний підхід до результатів і висновків, і перш за все до своїх власних. Завдяки цьому кожен крок вперед в науці супроводжується створенням досить міцного фундаменту для подальшого просування по шляху пізнання.
Доброю ілюстрацією до цього твердження служить ситуація з Загальною теорією відносності (ЗТВ). З часу її створення А. Ейнштейном в 1916 році з'явилося безліч інших теорій простору, часу і тяжіння, які відповідають критеріям, згаданим вище. Однак до останнього часу не з'явилося жодного чітко встановленого наглядової факту, який би суперечив висновкам і прогнозам ОТО. Навпаки, все спостереження і експерименти її підтверджують або, у всякому разі, не суперечать їй. Відмовлятися від ОТО і замінювати її будь-якої іншої теорією поки немає підстав.
Що ж стосується сучасних теорій, що використовують складний математичний апарат, то завжди можна (звичайно, при наявності відповідної кваліфікації) проаналізувати систему їх вихідних постулатів і її відповідність твердо встановленими фактами, перевірити логіку побудов і висновків, коректність математичних перетворень. Справжня наукова теорія завжди дозволяє зробити оцінки, які можна виміряти в спостереженнях або експерименті, перевіривши справедливість теоретичних викладок.
У 1930-х - 1940-х роках ряд астрофізиків, перш за все наш співвітчизник Г. Гамов, розробили «теорію гарячого Всесвіту», згідно з якою від первісної епохи еволюції Всесвіту повинно було залишитися радіовипромінювання, однорідно заповнює весь простір сучасної спостережуваного Всесвіту. Це пророцтво було практично забуте, і згадали про нього лише в 1960-х роках, коли американські радіофізики випадково виявили присутність радіовипромінювання з передбаченими теорією характеристиками.
Тут неодноразово згадувалися спостереження та експерименти. Але сама постановка таких спостережень і експериментів, які дозволяють розібратися в тому, яка в дійсності природа тих чи інших явищ або процесів, з'ясувати, яка точка зору або теорія ближче до істини, є вельми і вельми непросту задачу. І в фізиці, і в астрономії досить часто виникає, здавалося б, дивне запитання: що насправді вимірюють при спостереженнях або в експерименті, чи відображають результати вимірювань значення і поведінка саме тих величин, які цікавлять дослідників? Тут ми неминуче стикаємося з проблемою взаємодії теорії і експерименту. Ці дві сторони наукових досліджень міцно пов'язані між собою. Скажімо, трактування результатів спостережень так чи інакше залежить від теоретичних поглядів, яких дотримується дослідник. В історії науки неодноразово виникали ситуації, коли однакові результати одних і тих же спостережень (вимірювань) різні дослідники трактують по-різному, оскільки їх теоретичні уявлення різні. Однак рано чи пізно серед наукового спів-товариства затверджувалася єдина концепція, справедливість якої доводили переконливі експерименти і логіка.
Звичайно, в принципі можливі ситуації, коли спостереження виявляються унікальними, оскільки спостерігач зіткнувся з дуже рідкісним природним явищем, і можливість повторити ці спостереження в доступному для огляду майбутньому практично відсутня. Але й у цьому випадку легко побачити різницю між серйозним дослідником і людиною, що займається навколонауковими спекуляціями. Справжній учений постарається уточнити всі обставини, при яких проведено спостереження, розібратися в тому, чи не могли привести до несподіваного результату будь-які перешкоди або дефекти реєструє апаратури, чи не було побачене наслідком суб'єктивного сприйняття відомих явищ. Він не буде поспішати з сенсаційними заявами про «відкриття» і тут же будувати фантастичні гіпотези для пояснення спостерігався явища.
Все це має пряме відношення, перш за все, до численними повідомленнями про спостереження НЛО. Так, ніхто всерйоз не заперечує, що в атмосфері часом спостерігаються дивні, важкозрозумілі явища. (Правда, в переважній більшості випадків не вдається отримати переконливі незалежні підтвердження подібних повідомлень.) Ніхто не заперечує і того, що в принципі можливе існування позаземної високорозвиненою розумного життя, яка здатна зайнятися вивченням нашої планети і має для цього потужні технічні засоби. Однак сьогодні немає ніяких достовірних наукових даних, що дозволяють всерйоз говорити про ознаки існування позаземного розумного життя.
Кожна розсудлива людина розуміє здасться щонайменше дивним, що «літаючі тарілки» бачать усі охочі, але тільки не спостерігачі-професіонали. У наявності явне протиріччя між тим, що сьогодні відомо науці, і інформацією, постійно з'являється в газетах, журналах і на телеекранах. Це повинно принаймні змусити задуматися всіх, хто беззастережно вірить повідомленням про багаторазові відвідини Землі «космічними прибульцями».
Є прекрасний приклад того, наскільки ставлення астрономів до проблеми виявлення позаземних цивілізацій відрізняється від позицій так званих уфологів, які пишуть і мовлять на подібні теми журналістів.
У 1967 році група англійських радіоастрономів зробила одне з найбільших наукових відкриттів XX століття - виявила космічні радіоджерела, що випромінюють строго періодичні послідовності дуже коротких імпульсів. Ці джерела згодом були названі пульсарами. Оскільки раніше ніхто нічого подібного не спостерігав, а проблема позаземних цивілізацій вже давно активно обговорювалася, у астрономів відразу ж виникла думка, що вони виявили сигнали, які посилає «братами по розуму». Це не дивно, оскільки тоді важко було припустити, що в природі можливі природні процеси, що забезпечують настільки малу тривалість і таку сувору періодичність імпульсів випромінювання, - вона дотримувалися з точністю до незначних часток секунди!
Питається, чому? Та тому, що вчені вважали себе зобов'язаними найуважнішим чином розібратися, наскільки обгрунтовано їх припущення про позаземної цивілізації як джерелі спостережуваних сигналів. Вони розуміли, які серйозні наслідки для науки і взагалі для людства може мати виявлення позаземних цивілізацій. І тому вважали за необхідне, перш ніж заявляти про відкриття, переконатися, що спостерігаються імпульси випромінювання не можуть бути викликані ніякими іншими причинами, крім свідомих дій позаземного розуму. Ретельне вивчення фенóміна призвело до справді найбільшому відкриттю - був знайдений природний процес: у поверхні швидко обертаються компактних об'єктів, нейтронних зірок, при певних умовах відбувається генерація вузько пучків випромінювання. Такий пучок, як промінь прожектора, періодично потрапляє до спостерігача.
Таким чином, надія на зустріч з «братами по розуму» в черговий раз не виправдалася (що, звичайно, з певної точки зору, було прикро), але зате був зроблений дуже важливий крок у пізнанні Природи.
Наука - захоплююче цікаве справа, в якому є і краса, і злети людського духу, і світло істини. Тільки ця істина, як правило, не приходить сама по собі, як осяяння, а видобувається важким і наполегливою працею. Зате і ціна її дуже висока. Наука - одна з тих чудових сфер людської діяльності, де найбільш яскраво проявляється творчий потенціал окремих людей і всього людства. Практично будь-яка людина, яка присвятила себе науці і чесно служив їй, може бути впевнений: він своє життя прожив недаремно.
Кандидат фізико-математичних наук Євген Трунковский.
Що таке наука по-вашому?
Можна милуватися і науковими ідеями, не будучи вченим.
Що таке аксіома, гіпотеза, теорія, доказ, експеримент, факт, закон, істина
(Ілюстрації, визначення)